CFG樁在港口堆場地基處理中的應用

王斌 王洪

摘 要：CFG樁作為一種新型的地基處理技術，在軟土地基改良工程中得到廣泛使用，文章通過工程實例介紹了CFG樁在堆場地基處理中的應用，對CFG樁在施工中存在的質量通病進行了深入的分析，并提出了一套行之有效的解決辦法，可供參考。

關鍵詞：CFG樁 復合地基 承載力

1 工程概況

黃石港棋盤洲港區一期工程（首階段）道路堆場工程位于黃石市陽新縣韋源口鎮棋盤路東南側，上距黃石市約29km、距武漢市143km，順江東下離九江99km、下距上海982km，地理坐標東經114°32-115°30，北緯29°30-30°20。本工程設計1座堆取料機基礎，基礎總長650.68m，寬度為12m。基礎頂面設計高程為19.86～19.84m，堆取料機軌道采用P50型，軌距8m，軌頂標高20.00m。軌道基礎采用現澆軌道梁結構，結構自上而下依次為現澆鋼筋混凝土軌道梁、C15素混凝土墊層、碎石墊層、CFG樁復合地基。如圖1所示為堆取料機基礎典型斷面圖。

2 工程地質

根據地質勘察資料，本場地土層在勘探深度范圍內自上而下依次為：

（1）0A層雜填土：雜物混少量粘性土；

（2）0B層素填土：松散，其土質中有植物根莖，為耕植土；

（3）1層淤泥質粉質黏土：流塑，混有腐殖質；

（4）2-1層粉質黏土：可塑，部分是黏土，土質比較均和；2-2層粉質黏土：軟塑，局部流塑，夾有薄厚不均的粉土或粉砂；

（5）3-1層粉細砂：松散-稍密，飽和，粉細砂為主，混粉土，偶夾粉質粘土薄層；3-2層粉細砂：中密，飽和，土質較均勻，混中砂；3-3層粉細砂：密實，飽和，土質較均勻，混中砂。

此層土體在較大荷載作用下依然存在一定的沉降，考慮堆取料機基礎對地基基礎沉降量有嚴格的要求，因此采用CFG樁對堆取料機基礎進行加固處理。

3 CFG樁復合地基處理施工工藝

C F G樁樁徑5 0 0 m m，樁長11～15m，樁底均穿過軟弱土層，進入粉細砂層，樁與樁的間隔為1.5m，以梅花型安置，經過處理過后的地基承載力特征值為280kPa。CFG樁施工流程如下：

（1）鉆機準備：鉆機就位后，檢查樁架、鉆桿的垂直度，待樁架、鉆桿垂直度均滿足要求后開始下鉆。

（2）混合料攪拌：混合料的拌制按照預先計算好的配合比進行配料。

（3）鉆進成孔：鉆進速度不宜過快，當出現鉆進困難或鉆桿持續抖動時，應立即放慢鉆進速度，待鉆機狀態恢復正常后以正常速度鉆進。當鉆進過程中聽到異響或卡鉆時，應立即停止鉆進，進行原因排查分析，待故障排除后再繼續鉆進，直至設計底標高。

（4）灌注及拔管：鉆機在泵送混凝土鉆桿滿2/3時方可提鉆，邊提鉆邊泵送，機前指揮在確定鉆桿的埋深情況下指揮機手的提鉆速度，鉆桿不能提拔太快，否則容易提空發生斷樁，不能提鉆太慢容易發生堵管現象。澆注過程中施工人員要緊密配合，注意灌注速度，防止灌注時間過長，混凝土流動性降低，發生堵管現象。當灌注到設計標高后，停止泵送。施工樁頂高程應比設計高程高≥50cm，樁施工完成后，應在樁頂封頂起到保護的作用。在CFG樁施工過程中，對每一個樁做現場記錄，泵送時應注意坍落度控制，宜為30～50mm。

（5）移機：上一根樁施工完畢，必須要把鉆機鉆頭的防護措施做到位，移位至下一個樁位施工。

4 CFG樁施工質量通病及防治措施

4.1 樁孔偏斜

樁孔垂直度偏差不符合要求，斜孔可能原因如下：

① 遇地下障礙如移動孤石、砼等，將鉆桿擠向邊。

② 遇到軟硬土層交界處，迫使鉆桿鉆進效率地下，如果貿然加壓快進會導致鉆桿受力彎曲。

③ 場地凹凸不平，導致架導向桿從垂直狀態傾向偏斜，或鉆機不平穩，鉆進的過程中由于鉆桿搖動致使斜孔。

解決措施：施工前對場地進行平整加固，確保不發生沉降，樁架垂直度在設計要求范圍內方可下鉆；施工過程中若遇到軟硬交界土層宜慢速鉆進平穩通過軟硬交界土層；遇到障礙物應停止鉆進，仔細分析原因，待障礙物排除后再緩慢鉆進。

4.2 樁身質量缺陷

樁身質量缺陷表現在表面麻面、空洞、夾層級配不勻稱。產生這些質量缺陷的原因包括：

① 在拌制混凝土的過程中配合比的控制不準確，造成塌落度不符合要求，在澆筑混凝土時，下落高度超出范圍，未采取措施，致使混凝土分層離析，導致樁身強度不均。

② 水泥質量不達標，骨料中含泥量成分過于大，導致不合格。

解決措施：施工中應嚴格遵守規范要求選擇合格的水泥與骨料，配合比應設計準確，并按照施工現場實際材料情況，選擇恰當的方式進行調整，必要時可加外加劑，以增加混凝土的和易性和流動性。

4.3 堵管

堵管直接影響樁的施工效率，增加勞動強度，還會造成材料浪費、給施工帶來很多困難。

① 混合料配合比不當，攪拌質量有缺陷。

② 設備缺陷，即粘土抱住鉆頭門打不開。

③ 施工不當引起堵管，當鉆頭至設計深度，即可泵放混凝土，待鉆管及輸送管都充滿混凝土后應及時提鉆，如果提鉆不及時，在泵送壓力下，鉆頭處水泥漿被擠出，鉆頭閥門處混凝土干硬少漿或結成實體，便會產生堵管。

解決措施：施工坍落度宜控制在30～50mm，必要時加入適量泵送劑，另外為防止過大異物，注意過濾砂石尺寸；灌注施工前對設備的完好性和使用性能進行檢查，確保其處于最佳工作狀態；澆注過程中施工人員要緊密配合，注意灌注速度，防止灌注時間過長；另冬季施工時，輸送管及彎頭處均應采取保暖措施，防止該處混凝土凍結產生堵管。

4.4 竄孔

在粉細砂層或飽和粉土中鉆進施工時，隨著鉆桿的鉆進，相鄰的剛施工完成的樁會存在樁頂突然下沉的現象；當已成孔的樁開始灌樁時，隨著泵送混凝土量越來越大，已沉陷的相鄰樁頂標高出現回升直至達到其原標高，這種情況一般就是竄孔，不僅對成樁質量造成嚴重的影響，同時也造成了混凝土的大量浪費，為避免竄孔，可采取以下措施：

① 采用合理的施工組織及施工順序，可用隔排跳孔打法，盡量避免對新成樁樁體的擾動；

② 施工前查看地質報告，通過粉細砂層或飽和粉土時，提高鉆進速度，鉆機快速通過易發生竄孔的土層。

4.5 樁體上部存氣

施工中應確保混凝土泵的最佳工作狀態，防止排氣閥或輸送管道堵塞，措施如下：

① 混凝土泵安置場地應平整堅實，位于軟弱地基時應在支腿下方墊上枕木，防止混凝土泵工作時出現傾覆。

② 混凝土泵送前應先進行試運行，檢查各部位工作狀態，均正常后方可泵送混凝土；

③ 泵送混凝土時，泵送速度應先慢后快，逐級加速，并觀察混凝土泵的工作壓力是否正常，各項指標均正常后開始以正常速度泵送；混凝土泵送應連續進行。

④ 當混凝土泵出現壓力突然上升或泵送流量明顯減少，輸送管異常抖動時，應立即停止泵送，立即進行故障排查，一般情況下可能是彎管位置或接頭位置出現阻塞，可采用大錘對彎管管壁進行敲擊，或拆開接頭位置進行檢查，待管內異物或殘存混凝土塊排除后，重新啟動混凝土泵，觀察泵壓是否恢復正常，泵壓恢復正常即可按正常速度泵送。

5 結束語

綜上所述，本工程采用CFG樁加固地基施工工藝，通過良好的施工組織管理和質量控制措施，取得了較好的效果。同灌注樁施工方案相比較，在施工進度上加快了一倍，工程造價卻節約了40%，且施工噪聲小，是一種經濟節省、節能環保的樁基處理方案。

參考文獻：

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[3]黃驍.CFG樁在地基處理中的應用研究[D].長春：吉林大學，2004.